ES2274417T3 - Sistema respiratorio y metodo de uso. - Google Patents
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Abstract
Un circuito de protección respiratoria mejorado del tipo que tiene un regulador del flujo de aire dispuesto en un camino del flujo de aire entre una alimentación de aire y un respirador, comprendiendo el circuito una protección respiratoria: un divisor del flujo de aire dispuesto en el camino del flujo de aire aguas arriba desde el regulador del flujo de aire, y dividiendo el divisor el camino del flujo de aire en un primer y un segundo caminos del flujo aguas abajo, conduciendo el primer camino de aguas abajo hasta el respirador; y una válvula bidireccional dispuesta en el segundo camino del flujo aguas abajo, caracterizado porque la válvula bidireccional evita el excesivo flujo de aire aguas abajo a través de ella y evita el flujo de aire aguas arriba a través de ella.
Description
Sistema respiratorio y método de uso.
La presente invención es una válvula
bidireccional para usar en un dispositivo regulador de aire. En
particular, la válvula evita que fluya una cantidad excesiva de
aire hasta una herramienta accesoria y evita que entre aire desde
la herramienta accesoria a una tubería de alimentación de aire para
un respirador.
En los mercados de la pintura y la carrocería
del automóvil, se usa un respirador por parte del operario para
protegerse de humos y contaminantes dañinos. Al mismo tiempo, se
suministra aire a las herramientas neumáticas accesorias.
Actualmente, un usuario arrastra dos mangueras de tubería de aire
mientras que se hace el trabajo, una suministra aire a la
herramienta accesoria y la otra suministra aire al respirador. Usar
dos tuberías de alimentación es incómodo para el usuario porque las
mangueras de las tuberías de aire se enredan con objetos en el área
de trabajo, tales como un bote de pintura, o entre sí. Seguir el
recorrido de las múltiples tuberías de aire reduce la productividad
del trabajador y hace temer que la pintura nueva se estropee si las
tuberías de aire se enganchan, retuercen o rozan contra la
superficie recién pintada. Para mitigar este problema, los pintores
han intentado unir con cinta adhesiva las dos tuberías de aire. Sin
embargo, las dos tuberías de aire se siguen retorciendo y plegando
durante el uso.
Típicamente se usa un dispositivo regulador de
aire para regular el flujo y la presión del aire respirable hasta
un respirador de un usuario. En algunos casos, se puede usar el
dispositivo regulador de aire para suministrar aire adicional a una
herramienta neumática accesoria, con lo que el respirador y la
herramienta neumática usan la misma tubería de alimentación de aire
(véase para más información el documento de EE.UU. 5 724 963). Los
fabricantes de respiradores han estado trabajando con el National
Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) para
desarrollar y aprobar un único sistema de tubería de aire que
proporcione aire a un respirador de un usuario y también a una
herramienta neumática accesoria. Sin embargo, no se ha desarrollado
un dispositivo regulador de aire viable que proporcione al usuario
aire respirable y suministre aire adicional a la herramienta
accesoria. El NIOSH tiene especial interés en que ningún dispositivo
regulador permita la privación de aire al usuario del respirador y
de que tal dispositivo no permita el potencial reflujo de
contaminantes desde la herramienta accesoria hasta la corriente de
aire del usuario.
Por consiguiente, se necesita un dispositivo
regulador de aire que evite que contaminantes no deseados entren en
el aire respirable desde la herramienta accesoria y que asegure que
un excesivo flujo de aire a la herramienta accesoria no prive al
usuario del respirador de aire respirable.
La presente invención se refiere a un circuito
de protección respiratoria mejorado del tipo que tiene un regulador
de flujo de aire dispuesto en un camino del flujo de aire entre una
alimentación de aire y un respirador. El circuito de protección
respiratoria comprende un divisor del flujo de aire y de una válvula
bidireccional. El divisor del flujo de aire está dispuesto en el
camino del flujo de aire aguas arriba desde el regulador del flujo
de aire, y divide el camino del flujo de aire en un primer y un
segundo circuitos del flujo de aire aguas abajo, conduciendo el
primer circuito de flujo de aguas abajo hasta el respirador. La
válvula bidireccional está dispuesta en el segundo camino del flujo
aguas abajo, evita el flujo de aire excesivo a través de ella y
evita el flujo de aire a través de ella aguas arriba.
La presente invención será explicada
adicionalmente haciendo referencia a las Figuras anexas, en las que
estructuras similares son designadas por números similares en todas
las diversas vistas.
La Fig. 1 es una vista en elevación de un
sistema de protección respiratoria, incluyendo un dispositivo de
regulación.
La Fig. 2 es una vista de una sección
transversal de una parte del dispositivo regulador de aire de la
Fig. 1, mostrando una válvula bidireccional en ella.
La Fig. 3 es una vista ampliada de una sección
transversal de una parte de la válvula, mostrando un pistón de la
válvula en una primera posición.
La Fig. 4 es una vista ampliada de una sección
transversal de una porción de la válvula, mostrando el pistón de la
válvula en una segunda posición.
La Fig. 5 es una vista ampliada de una sección
transversal de una porción de la válvula, mostrando el pistón de la
válvula en una tercera posición.
La Fig. 6 es una vista de una sección
transversal según la línea 6 - - 6 de la Fig. 4.
La Fig. 7 es una vista en elevación de otra
realización de un sistema de protección respiratoria.
La Fig. 8 es una vista en elevación de otra
realización de un sistema de protección respiratoria.
La Fig. 9 es una ilustración esquemática de otra
realización de un sistema de protección respiratoria.
Aunque las figuras de los dibujos antes
identificadas exponen una realización de la invención, también se
contemplan otras realizaciones, como se indica en la discusión. En
todos los casos, esta descripción presenta la presente invención a
modo de representación y no de limitación. Debería entenderse que se
pueden idear otras modificaciones y realizaciones por los
especialistas en la técnica que quedarán dentro del alcance y
espíritu de los principios de esta invención.
La Fig. 1 es una vista en elevación de un
dispositivo 10 regulador de aire incluido en un sistema de
protección respiratoria 100. El dispositivo 10 regulador de aire
regula el flujo y la presión del aire respirable a un respirador de
un usuario. El sistema de protección respiratoria 100 define un
circuito de flujo de aire en el que el dispositivo 10 regulador de
aire está dispuesto en un camino del flujo de aire entre una
alimentación 13 de aire y un respirador 15. El dispositivo 10
regulador de aire mantiene un flujo de salida uniforme para el
usuario que tiene un amplio intervalo de presiones de entrada, y
típicamente incluye el mando giratorio 10a usado para ajustar el
flujo de aire deseado al respirador 15. El dispositivo 10 regulador
del flujo de aire puede también incluir un instrumento medidor 10b
de la presión de aire o del flujo de aire para proporcionar un
indicador visual de la presión o el flujo de aire al usuario. Además
de proporcionar un flujo uniforme al usuario, en una realización el
dispositivo 10 regulador de aire tiene una válvula bidireccional 11
integrada (mostrada en la Fig. 2). La válvula 11 es capaz de evitar
que una cantidad excesiva de flujo de aire de salida sea entregada
a un aparato de aire auxiliar y de evitar el reflujo de aire hacia
atrás desde el aparato de aire auxiliar hasta la alimentación 13 de
aire y, en particular, al respirador 15 del
usuario.
usuario.
En una realización de la Fig. 1, el dispositivo
10 regulador de aire tiene 3 vías (12, 14, 16) para dirigir el
flujo de aire dentro y fuera del dispositivo 10. Las tres vías
incluyen una entrada 12 y una primera y segunda salidas 14, 16. Un
extremo de la tubería de alimentación de aire 12a está unido a la
entrada 12 del dispositivo 10 regulador de aire para suministrar
aire al dispositivo 10 desde la fuente 13 de aire. El respirador 15
está unido a la primera salida 14 por medio de la tubería 14a y un
aparato de aire auxiliar 17, tal como una herramienta neumática o
un pulverizador de pintura, está unido a la segunda salida 16 por la
tubería de aire 16a.
El aire suministrado desde la tubería de
alimentación de aire 12a se distribuye o bien al respirador 15 o al
aparato auxiliar de aire 17 por medio del dispositivo 10 regulador
de aire. Un divisor 18 de flujo de aire está dispuesto dentro del
dispositivo 10 de regulación del aire, definiendo el divisor una
ramificación de la tubería de aire que conecta entre sí la entrada
12, la primera salida 14 y la segunda salida 16. El aire de la
tubería 12a de alimentación de aire entra en el dispositivo 10
regulador de aire a través de la entrada 12 y pasa a través de un
primer paso 19 hasta una parte central 20 del divisor 18 antes de
ser distribuido al respirador 15 o al aparato 17 de aire auxiliar.
Un segundo paso 22 se extiende entre la parte central 20 y la
primera salida 14, y un tercer paso 24 se extiende entre la parte
central 20 y la segunda salida 16. Tanto el segundo como el tercer
pasos 22 y 24 definen caminos del flujo aguas abajo, con el divisor
18 de aire dividiendo el camino del flujo de aire en el primer
camino del flujo 22 aguas abajo y el segundo camino del flujo 24
aguas abajo. El flujo de aire a través del segundo paso 22 es
controlado por el usuario mediante la manipulación del mango
giratorio 10a y puede ser monitorizado por el instrumento medidor
10b.
La Fig. 2 es una vista de una sección
transversal de la válvula bidireccional 11 del dispositivo 10
regulador de aire de la Fig. 1. La válvula 11 está situada en el
tercer paso 24, (el paso que lleva a la salida 16 de aire que está
conectada a través de una tubería de aire 16a al aparato de aire
auxiliar 17). La válvula 11 permite que una cantidad predeterminada
de aire fluya y pase aguas abajo en una primera dirección 28 desde
la tubería 12a de alimentación de aire al aparato de aire auxiliar
17. La válvula 11 evita que una cantidad excesiva de aire, mayor
que una cantidad predeterminada de flujo, pase en una primera
dirección 28 desde la tubería de alimentación de aire 12a hasta el
aparato de aire auxiliar 17. Por ejemplo, si la tubería de aire
hasta el aparato de aire auxiliar 17 se daña o si el aparato consume
grandes volúmenes de aire, la válvula 11 detectará el incremento
del flujo de aire y cerrará el flujo de aire a la segunda salida 16.
Por tanto, aunque el flujo de aire al aparato de aire auxiliar 17
pueda cerrarse, se mantiene un flujo adecuado de aire adecuado
hasta el respirador 15 todo el tiempo. Si la segunda salida 16 está
conectada a una fuente de mayor presión que la de la fuente de aire
13, la válvula 11 detectará la diferencia de presión y cerrará el
camino del flujo de aire desde el aparato de aire auxiliar 17,
eliminando así la posibilidad de que haya flujo contaminante aguas
arriba (por ejemplo, flujo de retroceso) dentro del respirador 15
desde el aparato de aire auxiliar 17.
La válvula bidireccional 11 forma una barrera al
flujo de aire móvil y comprende un conjunto de válvula 32, que
incluye un cuerpo 34 de la válvula (mostrado en las Figs. 3, 4, y
5), una junta tórica 36, un pistón 38 de la válvula, un muelle de
la válvula 40, y un asiento de la válvula 42. El cuerpo 34 de la
válvula (formado por las secciones 34a y 34b de cuerpo de la
válvula) está dispuesto en el camino 24 del flujo aguas abajo y
define una cámara de válvula 44. El cuerpo 34 de la válvula tiene
una entrada 46 y una salida 48, y define la cámara de válvula 44
que se extiende entre la entrada 46 y la salida 48. La entrada 46
está situada próxima a un primer extremo 50 del paso 24 adyacente a
la parte central 20 del divisor de flujo y la salida 48 del cuerpo
34 de la válvula está situada en un segundo extremo 52 del paso 24
próximo a la salida de aire 16 del paso 24.
La junta tórica 36 está dispuesta radialmente en
el cuerpo 34 de la válvula, próxima a la entrada 46. Un asiento o
ranura anular 35 formado en una pared interna 37 del cuerpo 34 de la
válvula sujeta a la junta tórica 36 en su sitio. El asiento de la
válvula 42 está dispuesto radialmente en la cámara de válvula 44
entre la junta tórica 36 y la salida del cuerpo de válvula 48. El
asiento de la válvula 42 incluye una superficie 54 de asiento del
muelle que se extiende dentro de la cámara 44 de válvula. Sin
embargo, tal como se ve en la Fig. 6, la superficie 54 de asiento
del muelle incluye como mínimo una abertura 54a para el flujo de
aire desde la entrada 46 hasta la salida 48 cuando la válvula 11
está abierta. Una guía 55 de pistón se extiende desde la superficie
54 de asiento del muelle hacia la cámara 44 de la válvula. La guía
55 de pistón y la superficie 54 de asiento del muelle también
incluyen una abertura 56 para sujetar y alinear el pistón 38 en su
sitio para el movimiento. El pistón 38 de la válvula incluye una
cabeza 58 y un cuerpo 60. El pistón 38 de la válvula está dispuesto
de forma deslizante en la cámara 44 de válvula con la cabeza 58
situada entre la junta tórica 36 y el asiento 42 de válvula. La
cabeza 58 de pistón tiene una superficie 62 delantera que da a la
junta tórica 36 y una superficie trasera 64 que da al asiento 42 de
válvula y a la superficie de asiento del muelle 54. En su superficie
delantera 62, la cabeza 58 de pistón tiene una parte de superficie
cónica 65 que está alineada, a veces, para acoplar con la junta
tórica 36. El cuerpo 60 está unido a la superficie trasera 64 de la
cabeza 58 y se extiende hacia atrás desde la cabeza 58 hacia la
salida 48 del cuerpo 34 de la válvula. La abertura 56 es
generalmente cilíndrica, y está adaptada para recibir de forma
deslizante axialmente el cuerpo 60 del pistón de la válvula 58 en
ella. Dentro del dispositivo 10 regulador de aire, hay una primera
región (la región A) formada hacia delante del pistón 38 de la
válvula (en el lado de la superficie 62 delantera, aguas arriba, de
la cabeza 58) y una segunda región (la región B) está formada hacia
atrás del pistón 38 de la válvula (en el lado de la superficie
trasera 64, aguas abajo, de la cabeza 58).
El pistón 38 de la válvula es móvil entre una
primera posición, una segunda posición, y una tercera posición
dentro de la cámara de válvula 44. La válvula 11 mostrada en la Fig.
2 está en la primera posición, o una primera posición cerrada. El
muelle de la válvula 40 está dispuesto entre la superficie trasera
64 de la cabeza 58 de pistón y la superficie de asiento trasera 54,
coaxial con la guía 55 de pistón. El muelle 40 de válvula desvía el
pistón 38 hasta la primera posición. En realizaciones alternativas
de la presente invención, otros dispositivos, tales como, por
ejemplo, un miembro elástico, pueden ser usados para desviar la
válvula 11 hasta la primera posición.
Fig. 3 es una vista de una sección transversal
ampliada de la válvula bidireccional 11 (o válvula de retención),
que muestra el pistón 38 de la válvula en su primera posición, o
posición cerrada proximal. Cuando el pistón 38 de la válvula está
en la primera posición, la válvula 11 funciona en modo de retención
de válvula para evitar que entre aire en la alimentación 14a de
aire del usuario del respirador desde el aparato 17 de aire
auxiliar. En el caso de arrastre de aire, o cuando la presión en la
región B es mayor que la presión de aire suministrada al
dispositivo 10 regulador de aire de la región A, fluye aire desde el
aparato 17 de aire auxiliar hasta el respirador 15. El muelle de la
válvula 40 desvía la superficie delantera 62 de la cabeza de pistón
58 contra la junta tórica 36 para crear una obturación del flujo de
fluido.
En la primera posición, la parte de superficie
cónica 65 de la superficie 62 delantera de la cabeza 58 de pistón
hace tope contra la junta tórica 36 para evitar que fluya aire desde
la salida 48 aguas arriba hasta la entrada 46 del cuerpo 34 de la
válvula, y en particular desde el aparato 17 de aire auxiliar hasta
la alimentación 14a de aire. El muelle de la válvula 40 proporciona
una fuerza predeterminada al pistón 38 de la válvula que empuja a
la cabeza 58 contra la junta 36. Si aumenta la presión en la región
B, la fuerza dirigida aguas arriba que empuja al pistón 38 de la
válvula hacia la junta tórica 36 aumenta y la junta tórica 36 es
comprimida más para crear una obturación mayor entre la cabeza 58
de pistón y la junta tórica 36 que sólo la del muelle 40 de
válvula. La válvula 11, cuando funciona como válvula de retención,
está diseñada en una realización de tal modo que la tasa de fugas
no exceda de 15 ml/min a 0,5 pulgadas (12,8 mm) de H_{2}O de vacío
en el lado de aguas abajo de la válvula de retención. Más aún, la
cabeza 58 de pistón no incluye ningún agujero de sangrado que
pudiera contribuir a la tasa de fugas cuando la válvula 11 esté
obturada.
La Fig. 4 es una vista de una sección
transversal ampliada de la válvula bidireccional 11, que muestra el
pistón 38 de la válvula en su segunda posición, o posición abierta.
En la segunda posición, la cabeza 58 de pistón "flota" dentro
de la cámara 44 de válvula entre la junta tórica 36 y el asiento 42
de válvula. Entre las partes exteriores de la cabeza 58 de pistón y
la pared 37 interna del cuerpo 34 de la válvula está un hueco
anular 66, que permite que fluya aire alrededor de la cabeza 58 de
pistón. Aguas abajo el flujo aire a través de la cabeza 58 es
facilitado por la parte 65 de superficie cónica de la superficie 62
delantera de la cabeza 58. Por consiguiente, fluye aire aguas abajo
a través de la cámara 44 de válvula y de las aberturas de la
superficie 54 de asiento del muelle, desde la entrada 46 hasta la
salida 48 del cuerpo 34 de la válvula, para suministrar la tubería
16a de aire al aparato 17 de aire auxiliar. Cuando la válvula 11
está en la segunda posición, la fuerza dirigida aguas abajo
actuando sobre la cabeza 58 debido a la presión y al choque de aire
sobre la superficie 62 (aguas arriba) de la cabeza 58 es igual a la
fuerza que actúa sobre el pistón debido a la fuerza de
levantamiento del muelle y la creada por vórtices de aire en la
superficie trasera 64 (el lado de aguas abajo) de la cabeza 58.
A la vez que permite el flujo de aire, la
válvula bidireccional 11 también actúa para eliminar el excesivo
flujo aguas abajo a través de la cámara de válvula 44. Después de
abrir, el muelle de la válvula 40 proporciona una carga de fuerza
contra la cabeza 58 del pistón 38 de la válvula que aumenta a medida
que se comprime el muelle 40 de la válvula. La fuerza del muelle
resiste el movimiento del pistón 38 de la válvula y la fuerza
debido a la colisión inicial de aire sobre la superficie 62
delantera de la cabeza 58 del pistón 38 de la válvula y durante la
ligera abertura de la válvula 11. A medida que el flujo de aire de
la tubería 12a de alimentación de aire aumenta desde cero hasta una
velocidad de flujo designada, las corrientes de flujo crean una
fuerza de levantamiento en el lado de aguas abajo del pistón 38 de
la válvula (región B). El pistón 38 se mueve hasta la segunda
posición, entre la junta 36 y el asiento de la válvula 42, a medida
que el flujo aumenta hasta la velocidad de flujo deseada. En una
realización, la velocidad de flujo está entre aproximadamente 453
l/min (16 cfm) y aproximadamente 496 l/min (17.5 cfm). Cuando la
velocidad de flujo se acerca a un valor de ajuste predeterminado,
la velocidad de aire aumenta cuando fluye alrededor del pistón 38 de
la válvula y eventualmente crea un vacío en el lado de aguas abajo
del pistón 38 de la válvula (región B). Cuando se hace el vacío en
el lado inmediato aguas abajo del 38 de la válvula (adyacente a la
superficie trasera 64 de esta), la fuerza de choque no se equilibra
ya con la fuerza de levantamiento y el pistón 38 de la válvula se
mueve hasta la tercera posición para evitar que ocurra que haya más
flujo hasta el aparato de aire auxiliar.
La Fig. 5 es una vista de una sección
transversal ampliada de la válvula bidireccional 11, que muestra el
pistón 38 de la válvula en su tercera posición, o posición cerrada
distal. En la tercera posición, la superficie trasera 64 de la
cabeza de pistón 58 hace tope con un espaldón radial del asiento 42
de válvula. Cuando el flujo de aire procedente de la línea 12a de
alimentación de aire se acerca a un valor de ajuste predeterminado,
la velocidad del aire aumenta cuando fluye alrededor del pistón 38
de la válvula y crea un vacío en el lado de aguas abajo (región B)
del pistón 38 de la válvula. La fuerza de choque aguas arriba no se
equilibra ya con la fuerza de elevación aguas abajo, y el pistón 38
de la válvula se mueve hacia el asiento 42 de válvula para evitar
que haya más flujo de aire hasta el aparato 17 de aire auxiliar. De
este modo, se elimina el flujo excesivo hasta el aparato 17 de aire
auxiliar. Es positivo restringir el flujo de aire hasta el aparato
17 de aire auxiliar porque se mantiene un flujo de aire adecuado
hasta el respirador 15. En una realización, el valor de ajuste
predeterminado para el flujo a través del tercer paso 24, o la
cámara 44 de válvula, para mover el pistón 38 de la válvula desde
la segunda posición hasta la tercera posición es mayor de 496 l/min
(17,5 cfm).
En cuanto el pistón 38 de la válvula está en su
tercera posición (Fig. 5), no hay, por supuesto, flujo de aire a
través del pistón 38 de la válvula. Para mover el pistón 38 de la
válvula fuera de su tercera posición, debe bajarse la presión en la
región A hasta que las fuerzas combinadas de la presión en la región
B y el muelle 40 son suficientes para superar la fuerza debida a la
presión en la región A. En cuanto ocurre esto, el muelle 40 actúa
moviendo el pistón 38 de la válvula hacia atrás hasta su primera
posición (Fig. 3), limitando el reflujo hacia atrás. Cuando la
presión de aire en la región A aumenta después, el muelle 40 es
comprimido y el pistón 38 de la válvula se mueve hasta su segunda
posición (Fig. 4), permitiendo el flujo de aire a través de la
válvula 11 y hasta el aparato 17 de aire auxiliar.
La Fig. 6 es una vista de una sección
transversal de una parte de la válvula direccional 11 tomada a lo
largo de la línea 6- -6 de la Fig. 4. La abertura 56 está
definida por la guía 55 de pistón y la superficie 54 de asiento del
muelle para sujetar y alinear el cuerpo 60 de pistón en su sitio.
Una o más aberturas 54a entre la superficie 54 de asiento del
muelle y la cámara 44 de la válvula permiten que el flujo de aire
pase entre la entrada 46 y la salida 48 del cuerpo 34 de la
válvula.
Durante el uso, se suministra aire continuamente
por el circuito de protección respiratoria del invento al
respirador del operador, pero es suministrado solamente al aparato
de aire auxiliar según demanda. Por consiguiente, cuando no hay
demanda de aire al aparato de aire auxiliar, el pistón de la válvula
de la válvula bidireccional asumirá la primera posición, como se ve
en la Fig. 3. Se emplea una junta tórica como obturador de la
primera posición para crear un miembro de obturación conforme (y
por tanto un obturador más positivo que un obturador de metal con
metal) y para servir como un miembro de desgaste reemplazable.
Cuando se usa el circuito de protección respiratoria de la
invención, por ejemplo en una aplicación de pulverización de
pintura, puede haber hasta 23.000 ciclos/día de abertura/cierre
para el pistón de la válvula contra la junta tórica (durante un
turno de 8 horas). La junta tórica proporciona así, en combinación
con la parte de superficie cónica en la superficie delantera de la
cabeza del pistón, un componente de obturación muy fiable, altamente
efectivo y no caro para la válvula bidireccional.
En la realización del circuito 100 de protección
respiratoria mostrado en la Fig. 1, el divisor 18, el regulador 10
y la válvula bidireccional 11 están dispuestos en un alojamiento
común. En las realizaciones alternativas del circuito de protección
respiratoria, la válvula bidireccional 11 puede estar alojada en
componentes o alojamientos diferentes del circuito 18 de protección
del aire y el regulador 10. Además, la segunda salida 16 puede
estar lejana del regulador 10.
Las Figs. 7 y 8 son vistas en elevación de
realizaciones alternativas del circuito de protección respiratoria
de la invención. En la Fig. 7, un dispositivo 210 regulador de aire
regula el flujo y la presión de aire respirable a un respirador 215
de un usuario. En esta versión del circuito 200 de protección
respiratoria, una válvula bidireccional 211 no está integrada en un
alojamiento común con el dispositivo 210 regulador de aire, pero
está separada de él. El dispositivo 210 regulador de aire, como el
dispositivo 10, mantiene el flujo de salida uniforme para el
usuario que tiene un amplio intervalo de presiones de entrada, e
incluye un indicador 210a regulador del flujo y un instrumento
medidor 210b con ese fin.
El aire suministrado desde la fuente de aire 213
a través de la tubería de alimentación 212a se distribuye o bien al
respirador 215 o bien al aparato auxiliar de aire 217 por el
dispositivo 210 regulador de aire. Un divisor 218 de flujo de aire
está dispuesto dentro del dispositivo 210 de regulación de aire,
definiendo el divisor un distribuidor de la tubería de aire que
conecta entre sí una entrada 212, una primera salida 214 y una
segunda salida 216. El aire de la tubería 212a de alimentación de
aire entra en el dispositivo 210 regulador de aire a través de la
entrada 212 y pasa a través de un primer paso 219 a una parte
central 220 del divisor 218 antes de ser distribuido al respirador
215, a través de la tubería 214a, o al aparato de aire auxiliar
217, a través de la tubería 216a. Un segundo paso 222 se extiende
entre la parte central 220 y la primera salida 214, y un tercer
paso 224 se extiende entre la parte central 220 y la segunda salida
216. Tanto el segundo como el tercer paso 222 y 224 definen caminos
del flujo aguas abajo, con el divisor 218 de aire dividiendo el
camino del flujo de aire en el primer camino 222 del flujo y el
segundo camino 224 del flujo aguas abajo.
En la Fig. 7, el circuito 200 de protección
respiratoria incluye la válvula bidireccional 211 o bien montada en
un aparato 217 de aire auxiliar o bien dispuesta en un alojamiento
común con el aparato 217 de aire auxiliar. El aparato 217 de aire
auxiliar está acoplado para el paso de fluidos a la segunda salida
216 del regulador 210 del flujo de aire por medio de la tubería de
aire 216a. La válvula bidireccional 211 está dispuesta en un
extremo de la tubería de aire 216a enfrente de la segunda salida
216. El aparato 217 de aire auxiliar está después acoplado para el
paso fluidos con el conjunto 211 de válvula bidireccional. La
válvula bidireccional 211 del circuito 200 de protección
respiratoria funciona de la misma manera que se ha descrito con
respecto a la válvula 11 de las Figs. 1-6 para
evitar un flujo de aire aguas abajo excesivo a través de la válvula
211 y para evitar el flujo de aire aguas arriba desde el aparato 217
de aire auxiliar hasta el respirador 215 del usuario.
En la Fig. 8, se muestra un circuito 300 de
protección respiratoria que tiene un dispositivo 310 de regulación
del aire. En esta versión del circuito de protección respiratoria
del aire, el dispositivo 310 regulador de aire regula el flujo y la
presión de aire respirable hasta el respirador del usuario. Una
válvula 311 bidireccional está dispuesta dentro de una tubería 316a
de aire, y está separada del dispositivo 310 de regulación del aire
y un aparato 317 auxiliar de aire. El dispositivo 310 regulador de
aire, como el dispositivo 10, mantiene un flujo de salida uniforme
para el usuario que tiene un amplio intervalo de presiones de
entrada, e incluye un indicador 310a regulador del flujo y un
instrumento medidor 310b con ese fin. El aire suministrado desde
una tubería de alimentación 312a, conectada a la fuente 313 de aire,
se distribuye o bien al respirador 315 (por medio de la tubería
314a de aire) o bien al aparato auxiliar de aire 317 por el
dispositivo 310 regulador de aire. Un divisor 318 del flujo de aire
está dispuesto dentro del dispositivo 310 de regulación de aire,
definiendo el divisor un distribuidor de la tubería de aire que
conecta entre sí una entrada 312, una primera salida 314 y una
segunda salida 316. El aire procedente de la tubería 312a de
alimentación de aire entra en el dispositivo 310 regulador de aire
a través de la entrada 312 y pasa a través de un primer paso 319
hasta una parte central 320 del divisor 318 antes de ser
distribuido al respirador 315 o al aparato 317 de aire auxiliar. Un
segundo paso 322 se extiende entre la parte central 320 y la primera
salida 314, y un tercer paso 324 se extiende entre la parte central
320 y la segunda salida 316. Tanto el segundo como el tercer pasos
322 y 324 definen caminos del flujo aguas abajo, con el divisor 318
del flujo de aire dividiendo el camino del flujo de aire en el
primer camino del flujo 322 aguas abajo y el segundo camino del
flujo 324 aguas abajo.
En la Fig. 8, el circuito 300 de protección
respiratoria incluye la válvula 311 bidireccional dispuesta dentro
de la tubería 326 de aire entre el dispositivo 310 regulador de aire
y el aparato 317 auxiliar de aire. El aparato 317 de aire auxiliar
está acoplado para el paso de fluidos a la segunda salida 316 del
regulador 310 del flujo de aire mediante la tubería de aire 326a.
En la realización mostrada en la Fig. 8, la válvula 311
bidireccional está dispuesta dentro de la tubería 326 de aire
conectando el aparato 317 de aire auxiliar con el regulador 310 del
flujo de aire. Así, una porción 326a de la tubería 326 de aire
conecta la salida 316 y la entrada 346 de válvula 311, y una parte
326b de tubería 326 de aire conecta una salida 348 de la válvula
311 con el aparato 317 auxiliar de aire. La válvula 311
bidireccional del circuito 300 de protección respiratoria funciona
de la misma manera que se ha descrito antes con respecto a la
válvula de las Figs. 1-6 para evitar un flujo de
aire aguas abajo excesivo a través de la válvula 311 y para evitar
el flujo de aire aguas arriba desde el aparato 317 de aire auxiliar
hasta el respirador 315 del usuario.
En otra realización alternativa, el divisor está
separado del dispositivo regulador de aire (es decir, no están en
un alojamiento común), y el divisor y el dispositivo regulador de
aire pueden estar acoplados entre sí o conectados mediante una
tubería de aire. En este ejemplo, el divisor y la válvula
bidireccional pueden estar en un alojamiento común, acoplados entre
sí o conectados mediante una tubería de aire. En la Fig. 9 se
muestra un circuito 400 de protección respiratoria ilustrando una de
tales disposiciones.
El circuito 400 de protección respiratoria
incluye un dispositivo 410 regulador de aire, una válvula 411
bidireccional, una alimentación 413 de aire, un respirador 415, un
aparato 417 auxiliar de aire, y un divisor 418 de aire. Como se
ilustra esquemáticamente en la Fig. 9, el alojamiento 425 común
aloja el divisor 418 y la válvula 411 bidireccional. El divisor 418
de aire incluye un primer paso 419, un segundo paso 422, y un tercer
paso 424. Una parte 420 central conecta entre sí los tres pasos del
divisor 418 de aire. La fuente 413 de alimentación de aire está
acoplada para fluidos con una entrada 412 del primer paso 419
mediante una tubería 412a de alimentación de aire. El aire
procedente de la tubería 412a de alimentación de aire entra en el
divisor 418 y pasa a través del primer paso 419 hasta una parte
central 420 del divisor 418 antes de ser distribuido al dispositivo
410 regulador de aire o al aparato 417 de aire auxiliar. Un segundo
paso se extiende entre la parte central 420 y una primera salida
414, y un tercer paso 424 se extiende entre la parte central 420 y
una segunda salida 416. Tanto el segundo como el tercer paso 422 y
424 definen caminos del flujo aguas abajo, con el divisor 418 de
aire dividiendo el camino del flujo de aire en el primer camino 422
del flujo aguas abajo y el segundo camino 424 del flujo aguas
abajo.
El dispositivo 410 regulador de aire está
acoplado para el paso de fluidos a la primera salida 414 del divisor
de aire 418 mediante una tubería de aire 426 o una conexión
directa. El respirador 415 acoplado para el paso de fluidos a una
salida del dispositivo 410 regulador de aire por medio de una
tubería 414a de aire. Una entrada 446 de la válvula 411
bidireccional está acoplada para el paso de fluidos a la segunda
salida 416 del divisor de aire 418 mediante una tubería de aire 427
o una conexión directa. Finalmente, el aparato auxiliar de aire 417
está acoplado para el paso de fluidos con una salida 448 de la
válvula 411 bidireccional mediante una tubería de aire o una
conexión directa.
La válvula 411 bidireccional del circuito 400 de
protección respiratoria funciona de la misma manera que se ha
descrito antes con respecto a las Figs. 1-6 para
evitar un flujo de aire aguas abajo excesivo a través de la válvula
411 y para evitar el flujo de aire aguas arriba desde el aparato 417
de aire auxiliar hasta el respirador 415 del usuario. El
dispositivo 410 regulador de aire, como el dispositivo 10, mantiene
el flujo de salida uniforme para el usuario que tiene un amplio
intervalo de presiones de entrada, y puede incluir un indicador
regulador de flujo e instrumento medidor con ese fin.
El sistema de protección respiratoria de la
presente invención regula el flujo de aire a través de un
dispositivo de regulación de aire que conecta un respirador y un
aparato de aire auxiliar con una tubería de alimentación de aire.
Se suministra aire al dispositivo regulador de aire desde la tubería
de alimentación de aire a una presión de aire de alimentación. Una
barrera móvil del flujo de aire, por ejemplo una válvula
bidireccional, está dispuesta entre la tubería de alimentación de
aire y el aparato de aire auxiliar. Se permite que fluya aire hasta
el aparato de aire auxiliar desde la tubería de alimentación de aire
cuando una fuerza aguas arriba sobre la barrera del flujo de aire
es igual o mayor que la fuerza aguas abajo en la barrera del flujo
de aire. No se permite el flujo hasta una diferencia de fuerzas
predeterminada entre la primera y la segunda fuerzas. Las fuerzas
aguas arriba definidas por la presión de aire de alimentación y la
fuerza de aguas abajo están definidas en parte por la presión de
aire del aparato de aire auxiliar. Se evita que el aire fluya desde
el aparato de aire auxiliar aguas arriba hacia el respirador cuando
la fuerza aguas arriba es menor que la fuerza aguas abajo.
En el circuito de protección respiratoria, un
regulador del flujo de aire está dispuesto en un camino del flujo
de aire entre la alimentación de aire y un respirador. El circuito
de protección respiratoria incluye un divisor del flujo de aire
dispuesto en el camino del flujo de aire aguas arriba desde el
regulador del flujo de aire. El divisor divide el camino del flujo
de aire en los caminos del flujo aguas abajo primero y segundo,
conduciendo el primer camino aguas abajo del flujo al respirador. El
circuito de protección respiratoria incluye además una válvula
bidireccional dispuesta en el segundo camino del flujo aguas abajo
en el que la válvula regula el flujo de aire desde una entrada de
la válvula hasta una salida de la válvula evitando el flujo de aire
excesivo desde la entrada a la salida evitando el reflujo de aire
hacia atrás desde la salida hasta la entrada.
La válvula bidireccional es para usarla en un
circuito de protección respiratoria con una entrada para el aire
desde la alimentación de aire, una primera salida conectada al
respirador, y una segunda salida conectada a un aparato de aire
auxiliar. El divisor de aire conecta entre sí la entrada, la primera
salida y la segunda salida. La alimentación de aire desde una única
fuente se proporciona tanto para el respirador como para la
herramienta accesoria. La válvula restringe la cantidad de flujo de
aire desde la alimentación de aire hasta el aparato de aire de tal
modo que el usuario del respirador mantiene el flujo adecuado al
respirador en todo momento. Por ejemplo, si la tubería de aire del
aparato de aire auxiliar se daña o si un aparato que consume
grandes volúmenes de aire está conectado al dispositivo, la válvula
detectará el incremento del flujo de aire y cerrará el flujo a
través de la salida hasta el aparato de aire auxiliar. Además, la
válvula evita el reflujo de aire hacia atrás desde el aparato de
aire auxiliar aguas arriba hasta la alimentación de aire del
respirador. Si la segunda salida (aparato de aire) está conectada a
una presión mayor que la entrada, la válvula se cerrará, o, si el
flujo de aire hasta la primera salida (respirador) es mayor que el
flujo de aire hasta la segunda salida (aparato de aire), la válvula
se cerrará. Así, la válvula no permite el flujo hacia atrás desde el
aparato de aire auxiliar hasta el respirador, eliminando así la
posibilidad de que fluyan contaminantes dentro de la alimentación
de aire del usuario del respirador desde el aparato de aire
auxiliar.
Claims (10)
1. Un circuito de protección respiratoria
mejorado del tipo que tiene un regulador del flujo de aire
dispuesto en un camino del flujo de aire entre una alimentación de
aire y un respirador, comprendiendo el circuito una protección
respiratoria:
- un divisor del flujo de aire dispuesto en el camino del flujo de aire aguas arriba desde el regulador del flujo de aire, y dividiendo el divisor el camino del flujo de aire en un primer y un segundo caminos del flujo aguas abajo, conduciendo el primer camino de aguas abajo hasta el respirador; y una válvula bidireccional dispuesta en el segundo camino del flujo aguas abajo, caracterizado porque la válvula bidireccional evita el excesivo flujo de aire aguas abajo a través de ella y evita el flujo de aire aguas arriba a través de ella.
2. El circuito de protección respiratoria de la
reivindicación 1, en el que la válvula bidireccional comprende:
- una junta tórica dispuesta radialmente en el segundo camino del flujo aguas abajo;
- un asiento de la válvula dispuesto radialmente en el segundo camino del flujo aguas abajo, aguas abajo respecto de la junta tórica;
- un pistón de la válvula que tiene una cabeza móvil entre la junta tórica y el asiento de la válvula entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición; y
- un muelle de la válvula alineado para empujar la cabeza del pistón de la válvula hacia la primera posición.
3. El circuito de protección respiratoria de la
reivindicación 2, en el que la primera posición de la cabeza del
pistón de la válvula hace tope con la junta tórica para crear una
primera obturación y evitar el flujo del aire aguas arriba.
4. El circuito de protección respiratoria de la
reivindicación 3, en el que el muelle de la válvula proporciona una
fuerza predeterminada para desviar la cabeza del pistón de la
válvula contra la junta tórica.
5. El circuito de protección respiratoria de la
reivindicación 3, en el que la presión aumentada en una primera
región entre la cabeza del pistón de la válvula y el asiento de la
válvula define una fuerza dirigida aguas arriba sobre la cabeza y
aprieta la primera obturación entre la cabeza y la junta tórica.
6. El circuito de protección respiratoria de la
reivindicación 2, en el que la segunda posición de la cabeza del
pistón de la válvula está dispuesta entre la junta tórica y el
asiento de la válvula, y se permite el flujo de aire aguas
abajo.
7. El circuito de protección respiratoria de la
reivindicación 2, en el que la cabeza del pistón de la válvula está
en la segunda posición cuando una primera fuerza en el lado de aguas
arriba de la cabeza es generalmente igual a una segunda fuerza en
el lado de aguas abajo de la cabeza, en el que la primera fuerza
está definida por presión de aire en el lado de aguas arriba de la
cabeza y en el que la segunda fuerza está definida en parte por la
compresión del muelle de la válvula.
8. El circuito de protección respiratoria de la
reivindicación 2, en el que en la tercera posición la cabeza del
pistón de la válvula hace tope con el asiento de la válvula para
crear una segunda obturación y evitar el flujo de aire aguas
abajo.
9. El circuito de protección respiratoria de la
reivindicación 2, en el que la cabeza de la válvula está en la
tercera posición cuando una primera fuerza en un lado de aguas
arriba de la cabeza es generalmente mayor que una segunda fuerza en
el lado de aguas abajo de la cabeza, en el que la primera fuerza
está definida por presión de aire en el lado de aguas
\hbox{arriba de la cabeza y en el que la segunda fuerza está
definida en parte por la compresión del muelle de la
válvula.} 10. Un método para regular el flujo de aire a
través de un dispositivo de regulación de aire que conecta un
respirador y un aparato de aire auxiliar con una alimentación de
aire, comprendiendo el método:
- suministrar aire al dispositivo regulador de aire desde la tubería de alimentación de aire a una presión de aire de alimentación.
- disponer una barrera móvil del flujo de aire entre la tubería de alimentación de aire y el aparato de aire auxiliar; permitir que el aire fluya hasta el aparato de aire auxiliar desde la tubería de alimentación de aire cuando una fuerza aguas arriba sobre la barrera del flujo de aire es igual o mayor que la fuerza aguas abajo en la barrera sobre el flujo del aire, hasta una diferencia de fuerzas predeterminada entre la primera y la segunda fuerzas cuando no se permite el flujo, en el que la fuerza aguas arriba está definida por la presión de aire de alimentación, y en el que la fuerza aguas abajo está definida en parte por la presión de aire del aparato de aire auxiliar; y
- evitar que el aire fluya desde el aparato de aire auxiliar hacia el respirador.
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